An improved Vibe algorithm for illumination mutations

The visual background extractor(Vibe)algorithm can lead to a large area of false detection in the extracted foreground target when the illumination is mutated.An improved Vibe method based on the YCbCr color space and improved three-frame difference is proposed in this paper.The algorithm detects the illumination mutation frames accurately based on the difference between the luminance components of two frames adjacent to a video frame.If there exists a foreground moving target in the previous frame of the mutated frame,three-frame difference method is utilized;otherwise,Vibe method using current frame is used to initialize background.Improved three-frame differential method based on the difference in brightness between two frames of the video changes the size of the threshold adaptively to reduce the interference of noise on the foreground extraction.Experiment results show that the improved Vibe algorithm can not only suppress the“ghost”phenomenon effectively but also improve the accuracy and completeness of target detection,as well as reduce error rate of detection when the illumination is mutated.

基于改进ViBe的自适应运动目标检测算法

针对ViBe算法无法去除动态背景,易出现鬼影及不能自适应光照变化的问题,提出一种复杂环境自适应的ViBe改进算法。通过计算区域的复杂度、闪烁波动度,对分类半径R和更新率T进行动态调整,对样本点进行有效性权重的计算,更高效地过滤背景噪声和适应光照渐变;在检测物体状态变化时,动态调整R和T,通过融合前景点计数和帧差法优化鬼影消除;通过识别最小外接矩阵区域差异加快去除鬼影;利用帧差法实时检测光照突变,及时进行重新初始化,避免大量误检。实验结果表明,改进ViBe算法在适应动态背景、光照变化及抑制鬼影等方面比原算法均有更好检测效果,检测精度平均提升了40.7%。

基于改进ViBe算法以及改进CLAHE算法的烟雾信息增强技术

对于在火灾刚开始发生时,烟雾信息较弱且不明显的问题,提出了一种使用视频图像序列进行烟雾信息增强的技术。使用改进的ViBe算法对整个视频进行检测,获得每帧图像的运动蒙板。采用去除离群值的帧间差分放大算法对烟雾信息进行放大。通过改进后的限制对比度的自适应直方图均衡化算法(CLAHE)来提高烟雾区域对比度,并使用合并蒙板保存烟雾信息,用翻转蒙板保留原始图像背景信息,最后进行烟雾区域与背景区域的融合,得到最终图像。实验结果表明,算法可以将烟雾泄漏区域的对比度进行较大程度的提高,并且由于融合了原始图像背景,因此,背景噪声也处于较低水平。

复杂背景下改进的ViBe运动目标检测算法

针对传统ViBe算法在复杂背景下检测运动目标时会出现鬼影、阴影、误检等问题,提出了一种改进的ViBe运动目标检测算法,称为GS-ViBe算法。在GS-ViBe背景模型初始化阶段,利用最大后验估计法确定每个像素点的最佳高斯分布数目,使其形成多帧融合背景来代替ViBe的单帧背景初始化方法,从而消除鬼影;在GS-ViBe前景检测阶段,增加多特征融合阴影检测过程,并将其检测结果和ViBe前景目标融合,得到消除阴影后的前景目标;最后,在GS-ViBe背景模型更新阶段,引入动态更新因子代替固定更新因子,使得背景可以自适应更新,从而降低目标的误检率。在多种复杂背景下与传统ViBe算法对比发现,GS-ViBe算法召回率提高了37.74%,准确率平均提高了19.83%,误检率平均降低了52.57%,表明GS-ViBe算法可以有效消除鬼影、阴影、误检的干扰,获取到完整的前景目标。

基于自适应ViBe算法的动态背景运动目标检测

针对传统ViBe算法存在鬼影、背景适应性差以及前景提取效果不佳的问题,提出了一种改进的自适应ViBe算法。首先,使用哈希(Hash)算法提取关键帧进行差分运算,将差分图像与频率调谐(FT)显著性检测图像结合,提取当前帧的目标区域,填充背景像素,滤除真实目标之外的鬼影区域;然后,利用像素“最小距离”和局部标准差计算出背景的复杂度,自适应地调整像素点的半径阈值和更新速率,减少背景像素影响;最后,由比例图像矩阵信息与HSV空间中的颜色特征粗略判断出阴影区域,由拉普拉斯算子计算阴影区域像素梯度并将梯度值较小的阴影像素滤除。实验结果表明:改进后的算法能够相对有效地抑制鬼影和阴影现象,前景检测时F-Measure值保持在较高水平,对动态背景具有一定的鲁棒性。

基于ViBe算法的鬼影消除与自适应前景检测策略

为了解决传统视频背景提取算法(Visual background extractor,ViBe)前景检测时易受“鬼影”、背景噪声等因素干扰的问题,结合感知哈希算法、帧差法与频域协调显著性检测算法,提出了一种改进的ViBe算法。首先,利用当前帧的显著性图像与帧差图像,实时确定运动目标区域,消除“鬼影”现象。其次,根据样本集信息得到背景复杂度,自适应调节像素分割的半径阈值。最后,通过目标图像中连通域像素数量进行前景二次检测,滤除背景像素与噪声,得到真实目标图像。实验数据显示,检测后的图像在保持有较高准确率的同时F-measure值也维持在较高水平,证明改进算法可以快速消除鬼影现象,提高动态场景下的适应性。

改进ViBe算法及其在运动船舶目标检测中的应用

为了抑制ViBe算法在海面动态背景视频下“鬼影”区域对船舶运动目标检测的影响,提高监控视频中船舶运动目标识别的准确率,提出一种改进的ViBe算法。首先,背景模型用连续帧初始化,以减少“鬼影”的影响;然后,使用自适应阈值和闪烁级别来减少海面杂波,同时采用像素点对比消除“鬼影”,提取运动目标前景,获取完整的运动目标区域。最后,对输入视频进行高斯金字塔多尺度分解,并采用改进的ViBe算法检测低分辨率视频中的移动船舶,完整提取了海上移动船舶。实验结果表明,所改进的算法消除了“鬼影”区域,减少了海面杂波的干扰,检测率为92.5%,单帧视频图像检测时间控制在97 ms以内,可准确、快速地检测和提取海面船舶运动目标。

改进型ViBe算法在运动目标检测中的应用

作为计算机视觉领域的热门方向之一,运动目标检测具有很高的理论研究价值和很广的实际应用空间。传统视觉背景提取器(Visual Background Extractor, ViBe)目标检测算法实时性高且内存消耗低,但存在受光照影响大、不能有效抑制拖影区域、无法消除阴影以及检测图像内部空洞等问题。鉴于以上不足,提出3点针对性改进策略:(1)优化算法核心参数。筛选最优值来替换以往经验值,从而提高算法性能,增强算法适应性。(2)引入光强检测算子。阈值半径随光强变化自适应,避免因光照变化而出现拖影区域。(3)增加阴影检测模型。利用感兴趣区域(Region of Interest, ROI)像素分布确定阴影位置,结合运动目标自身特性分割出目标区与阴影区。仿真实验结果证明:改进型ViBe算法不仅能够完整地检测、抓取运动目标,而且还可以有效地抑制拖影区域并消除目标阴影。

基于改进ViBe算法的运动目标检测

ViBe算法是一种基于静态背景下的运动目标检测算法,针对其“鬼影”问题和运动目标静止时会被更新为背景的问题提出了改进ViBe算法,即对原ViBe算法的背景模型初始化、动态阈值、前景分割和背景模型更新等4个部分进行了改进。采用均值法获取的背景图像初始化背景模型,可消除“鬼影”;利用计数法控制前景分割动态阈值,使前景图像更加准确;使用帧差法思想改进前景分割,使前景图像更加完整;通过引入阈值保证背景模型更新的稳定性。根据试验结果可知,改进ViBe算法对正常移动车辆、较小运动目标和存在静止情况的运动目标都有较好的检测能力,解决了“鬼影”问题和运动目标静止时会被更新为背景的问题,同时相较于原ViBe算法和其他常用运动目标检测算法,改进ViBe算法在保证准确性的基础上提高了检测的完整性。

基于改进ViBe算法的运动目标检测

运动目标检测是智能视频监控中必不可少的环节,其检测结果的好坏影响着后续的研究。针对ViBe算法的不足,对ViBe算法进行了改进。根据chromacity法检测出阴影,通过在当前像素上添加与平均背景强度之间的差值来移除阴影;根据均值法提取出的背景建立初始背景模型,消除后续帧检测时出现的鬼影;通过缩小更新因子加快背景模型更新速度,快速消除均值法在运动目标过多时不能得到干净背景的问题;用自适应阈值代替固定阈值,引入颜色失真值,根据自适应阈值以及颜色失真值进行像素点分类;对前景目标进行去除小面积连通域操作以降低动态背景及噪声的干扰;通过进行闭运算操作以填充目标区域的空洞。实验采用CDnet 2014数据集进行验证,实验表明,改进算法能够有效地消除阴影和鬼影,提高了检测精准度,检测效果较为理想。

面向运动目标检测的改进ViBe算法研究与实现

ViBe算法容易实现且运算效率高等优点,在运动目标检测等领域中获得广泛运用,但其也存在一些缺点,如鬼影、空洞、漏点以及运动目标检测不完整等问题,针对这些不足,从ViBe算法处理过程的主要阶段出发,提出一种改进的ViBe算法.首先用迭代累积背景法获取真实背景用来抑制鬼影问题,其次把真实背景分别用于帧差法和改进的ViBe算法中,帧差法可用来弥补视频序列帧中边界处像素点遗漏问题,改进的24领域ViBe算法用来提高模型精度,再把两个结果进行“或”运算,最后利用形态学进行处理用以消除小噪声干扰,使得到的目标更加完整.该算法能够去除噪声、抑制鬼影以及减少空洞点,实验结果表明,与传统的ViBe算法相比,能够有效抑制鬼影以及减少漏点问题,提高运动目标检测精确度.

基于ViBe算法对空管无人值守台站视频监控的研究

随着空管台站的增多,通过视频监控对无人值守台站和无人值守机房进行智能化管理已经成为一种趋势。使用ViBe算法对机房视频监控中的运动目标进行检测和分析,最终实现对机房的有效监控,为实现无人值守台站视频监控提供了一种解决办法。

改进YOLOv7的城市小型无人机目标检测方法

针对“低小动”无人机的反制技术已成为低空空域安全防御的重要手段,然而实时检测与准确识别是实施有效反制的前提条件与关键基础。针对城市低空环境下,目标检测算法对不同背景下小尺度无人机目标检测精度低,容易出现漏检误检且易受外界因素干扰等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的“低小动”无人机目标检测方法。首先采集大量不同环境、不同背景下的无人机样本构建数据集,并采用ViBe(visual background extractor)算法进行预处理;其次引入坐标注意力机制与SPDConv(space-to-depth convolution)模块改进和优化YOLOv7的网络结构;最后提出融合ViBe和改进YOLOv7的二级检测架构,将改进后的YOLOv7作为网络模型检测经ViBe处理后的图像。依据原图与处理图像的位置大小关系,将检测出的目标坐标映射回归至原图片,从而完成目标检测提取。实验结果表明,所提目标检测方法检测精度达96.5%,较原YOLOv7方法提高了15.8个百分点,显著提升了“低小动”目标的检测精度,能够满足低空无人机的实时精准检测的需求。

面向运动目标检测的ViBe算法改进

背景差分法是静态背景下运动目标检测的常用方法,ViBe算法是它的主要建模方法之一.针对ViBe算法对鬼影消除缓慢的问题,提出了结合帧间差分技术的ViBe改进算法,使用帧间差分技术通过记录相关像素值的时域变化来判断鬼影像素,提高消除鬼影的速度.针对ViBe算法的固定阈值不能反映每个像素具体情况的问题,提出了一种自适应阈值的方法,可根据像素值的变化为每个像素设定阈值,提高前景检测的准确度.实验结果表明,结合帧间差分技术的ViBe算法能够较快地消除检测结果中的鬼影,应用自适应阈值的ViBe算法能够更准确地进行前景检测.

改进的ViBe算法及其在交通视频处理中的应用

基于ViBe算法的运动目标检测具有很高的处理效率,但在复杂背景下也存在缺陷,比如不能有效抑制运动目标的残影和鬼影区域、易受噪音干扰,在交通视频的处理中更为明显。鉴于ViBe算法的这些不足,本文对ViBe原算法提出了改进,结合像素生命长度对鬼影或残影像素进行判断,利用二次更新策略提高消除速度。根据像素值变化引入最大类间方差法,将原有的固定像素阈值变为动态阈值,以提高交通视频中车辆目标检测的抗干扰能力。实验结果表明,在3组不同交通场景视频中,改进算法能够在较少帧数内消除目标的残影或者鬼影。对结果的量化分析也证明了改进算法由于应用了动态阈值,使目标检测的精准度和整体性都有所提高。

室外视频前景检测中的形态学改进ViBe算法

背景差分法是实际中应用最广泛的前景检测方法,其关键是背景建模,比较常用的背景建模方法是高斯混合模型GMM(Gaussian Mixture Model)。最近一种称为视觉背景抽取算法ViBe(Visual Background extractor)由于其简单、快速的特点得到了越来越多的重视。但对于存在动态背景的户外视频,仍然存在噪声及背景的干扰。提出用形态学方法对算法进行改进,即先用开操作来消除噪声,再用闭操作来填充物体内细小空洞等。用ROC曲线测试了算法性能,结果表明,进行形态学处理后算法性能有了比较大的提高,比如对于户外视频Watersurface,在FPR为1%时TPR最高提高了31%。

基于HSV颜色空间和Vibe算法的运动目标检测

Vibe算法运行速度较快,并能快速有效地抑制阴影、照相机晃动对前景检测造成的影响,具有较好的前景检测性能。但对于存在动态背景的户外视频,不可避免地存在背景干扰及噪声的影响,使得Vibe算法不能准确地检测出运动目标。针对此缺陷,提出颜色特征信息与Vibe相结合的改进算法,将像素点从RGB空间转换到HSV颜色空间进行颜色失真度比较,通过双模型的建立,有效减少了计算量。系列实验表明该方法能够取得更加准确的前景分割特性,对噪声干扰表现出良好的鲁棒性。

融合帧差和ViBe的运动目标检测算法

ViBe算法是一种快速高效的背景建模算法,但该算法在运动目标检测过程中会产生鬼影。针对ViBe算法中鬼影消除缓慢的问题,结合多个场景的交通视频提出一种通过连续两帧前景背景像素时域变化来判断鬼影像素点并消除的方法,该方法加快了鬼影的消除速度。同时,对于视频拍摄场景中的背景噪声,采用了对前景图进行开闭操作去除小像素点以及对目标区域的空洞进行填充处理。实验表明,改进的ViBe算法能够加快鬼影的消除,并且与帧差法以及混合高斯建模算法相比,前景检测效果更精确。

基于Vibe的鬼影抑制算法

Vibe算法是通用的运动检测算法,用视频序列第一帧初始化背景模型,这使得模型的初始化非常迅速,但是当待检测的前景目标在第一帧中出现时,鬼影将伴随着模型的初始化而产生.Vibe算法并未对鬼影做任何特殊处理,以至于Vibe需要花费很长的一段时间才能完成对鬼影的抑制.为了解决这个问题,依赖于Vibe模型本身,提出了一种快速抑制鬼影的算法.当某像素值被Vibe模型判为前景时,将它与邻域像素点模型中的像素值继续比较,当与邻域的匹配达到阈值时,则认定此像素值为鬼影像素值,继而从前景中消去此鬼影点,并重新初始化此像素点的背景模型.实验表明,改进后的算法,与原算法相比,能够迅速的抑制鬼影.

一种改进的ViBe鬼影抑制算法

为了提高交通监控的准确性,针对传统ViBe算法存在鬼影问题,提出了一种V-ViBe算法的改进方案。该算法利用连续的图像序列代替单帧图像,构造出"虚拟"背景图像,改进了传统ViBe算法初始背景模型建立方法。利用形态学相关知识消除干扰目标,使检测目标更加完整。实验表明:V-ViBe算法从第一帧即可有效消除鬼影对目标车辆检测的影响,在不改变ViBe算法优势的前提下,显著提高了检测的准确性。